胶州湾大沽河潮滩营养盐在沉积物—水界面的扩散通量对盐度变化的响应

2009年3、6、9和12月在胶州湾大沽河河口潮滩采集均长25cm的沉积物柱状样,利用室内培养法,培养柱状样72h。该时间段内的营养盐在水—沉积物界面的平均迁移速度视为营养盐的扩散通量。在培养中,上覆水的盐度,分别被调整到17、22和28。不同盐度水平下,氨氮和磷酸盐在沉积物—水界面的扩散通量具有明显的时空异质性;在所测试的盐度范围内,氨氮的扩散通量与盐度的相关性并不显著;而盐度对磷酸盐在沉积物—水界面的扩散具有显著的影响。在6月和9月,所有测试站位中均表现为盐度增加,磷酸盐的扩散速度下降。大沽河径流的衰减会抑制磷酸盐自沉积物向水体释放,从而导致初级生产磷的供应不足。因此,大沽河径流的降低是大沽河潮滩湿地生态功能退化的一个原因。

仿刺参夏眠前后池塘沉积物—水界面氮、磷通量研究

在仿刺参夏眠前后(6—10月),原位采集仿刺参养殖池塘的沉积物—水界面样品,检测沉积物上覆水的氨氮、亚硝态氮、硝态氮和无机磷酸盐含量及变化,研究沉积物—水界面氮、磷通量变化规律。试验结果显示,亚硝态氮+硝态氮(NO x - -N)通量呈先降后升的变化规律,8月的NO x - -N通量达到极低值,为-(66.12±7.66) mg/(m^( 2) ·d);氨氮(NH 4 + -N)通量呈先升后降再升高的变化规律,7月的NH 4 + -N通量达到最高值,为(6.21±0.55) mg/(m^( 2) ·d),9月达到极低值,为-(14.88± 1.44 ) mg/(m^( 2) ·d);可溶性无机磷酸盐通量呈先升后降的变化规律,8月的可溶性无机磷酸盐通量达到最高值,为( 4.20 ±0.56) mg/(m^( 2) ·d),10月达到极低值,为-(3.48±0.43) mg/(m^( 2) ·d)。相关性分析发现,可溶性无机磷酸盐通量与水温呈显著的正相关,与水体中可溶性无机磷酸盐含量呈显著负相关;NO x - -N通量与水体中亚硝态氮和硝态氮含量呈显著正相关。试验结果表明,仿刺参夏眠期间池塘沉积物是重要的氮汇和磷源,对水体的氮磷含量起着重要的调节作用。

东巢湖沉积物—水界面氮、磷、氧迁移特征及意义

以东巢湖近城市湖湾沉积物为研究对象,在沉积物氮、磷营养盐分析的基础上,采用沉积物柱状芯样静态释放模拟法定量评估研究区域沉积物—水界面氨氮、溶解性活性磷酸盐营养盐释放潜力,利用微电极非损伤测定技术获得沉积物—水微界面溶解氧(DO)剖面分布及微界面DO消耗和扩散特征.结果表明:东巢湖近城市湖湾沉积物氮、磷污染物蓄积量较高,受TN、TP污染程度较重.沉积物内源氨氮、磷酸盐释放明显,平均释放速率分别达到32.44 mg/(m^2·d)和1.25mg/(m^2·d),区域内沉积物已成为水柱中氮、磷营养盐的污染源.研究区域上覆水体处于好氧状态,沉积物—水微界面平均DO穿透深度(OPD)达到5.3 mm,平均DO扩散通量为4.56 mmol/(m^2·d),表现出良好的DO扩散能力.沉积物内源氨氮和磷酸盐释放能力与表层沉积物TN/TP物质含量及沉积物—水微界面DO穿透深度有关,在沉积物氮、磷污染较重的情况下,DO穿透深度越低越有利于氮、磷污染物从沉积物向上覆水体释放.

3种水质调控方式下参池沉积物—水界面N、P通量的研究

为探究不同水质调控方式下仿刺参池塘沉积物—水界面N、P营养盐物质交换,采用沉积物—水界面N、P营养盐扩散通量室内培养法,研究2015年10月至2016年9月位于庄河市海参养殖基地的自然纳潮、微孔曝气(空压机0.1 kW/667 m^(2))和养水机(750 kW/h)3种不同水质调控技术下605 m×85 m参池沉积物—水界面N、P通量。试验结果显示,自然纳潮和微孔曝气池塘的NOx-通量的变化为-36.0~10.8、-12.0~7.8 mg/(m^(2)·d),且在3月、7月和8月产生了负通量,通量值于7月分别达到了全年最低[-36.0、-12.0 mg/(m^(2)·d)],而养水机池塘全年均为正值且变化为0.6~5.4 mg/(m^(2)·d);自然纳潮池塘、微孔曝气池塘NH4+通量变化为-102.6~71.4、-90.6~78.0 mg/(m^(2)·d),在7、8月均为负值,而养水机池塘全年均为正值且变化为5.4~81.6 mg/(m^(2)·d);3种参池PO43-通量全年均为正值且于7、8月达到最大,变化为自然纳潮池塘18.6~76.2 mg/(m^(2)·d)、微孔曝气池塘30.0~73.2 mg/(m^(2)·d)、养水机池塘29.4~50.4 mg/(m^(2)·d);养水机池塘沉积物—水界面N、P通量极差较另两池塘均最小。试验结果表明,养水机的作用有助于池底形成稳定氧化环境,有利于池底N、P物质释放。

主养草鱼与主养黄颡鱼池塘沉积物-水界面氮磷营养盐通量变化及与环境因子的关系

为了探讨不同主养模式池塘养殖期间沉积物—水界面氮磷营养盐通量变化特征以及与环境因子之间的相互关系,利用沉积物—水界面营养盐扩散通量的原位观测装置,分析了2013年4—10月主养草鱼和主养黄颡鱼池塘沉积物—水界面营养盐交换通量,并探讨了影响营养盐交换通量的因素。结果发现:(1)在养殖初期,各种形态氮磷在养殖池塘沉积物—水界面主要表现为从上覆水向沉积物的沉积,养殖中后期,由于温度升高以及池塘沉积物中营养物质的大量累积,各种形态氮磷表现为以沉积物向上覆水扩散为主,表明池塘沉积物是氮磷营养盐的源与汇;(2)两种不同主养模式池塘氮磷通量的统计结果表明,沉积物—水界面-N、-N和-P通量变化无显著差异,而-N、TN和TP通量有显著差异;(3)上覆水中DO含量的升高显著促进界面间-N和-N释放通量,而-N和-P释放通量与上覆水DO浓度成显著负相关;温度的升高对各种无机形态的氮磷通量有显著的促进作用。

双向环形水槽模拟变化水位和流速下洞庭湖沉积物氮释放特征

浅水湖泊生态系统中的沉积物—水界面是湖泊内源氮释放的重要界面,而水动力因素是改变沉积物氮释放的重要因素.三峡大坝修建以后,长江中下游通江湖泊的水动力条件发生了明显的变化.通过采集洞庭湖湖口区域的沉积物和水样,在双向环形水槽动力模拟装置内模拟湖泊水位和流速的变化,探讨湖泊沉积物氮在沉积物和水系统中的二次释放特征.结果表明,随着扰动强度的增加,上覆水悬浮物浓度增大,上覆水中总氮浓度增加,沉积物向上覆水释放氮的强度增强,水动力条件的改变所引起的沉积物内源氮释放不容忽视.在该模拟实验条件下,沉积物存在最适扰动水位(20cm),此水位下上覆水中悬浮物浓度最低,总氮浓度最小.水动力条件的改变对上覆水和沉积物—水界面处铵态氮和硝态氮浓度的影响并不明显,孔隙水中铵态氮与硝态氮之间发生形态的转化.

湖泊水——沉积物系统中铁—锰循环研究进展

论文基于当前湖泊水—沉积物系统中Fe、Mn的循环迁移、赋存形态以及与周围其他物质(微量重金属元素、营养盐、有机质)之间相互作用的研究,通过收集资料和归纳总结已有研究数据发现,湖泊铁一锰循环不仅受氧化还原边界层化学界面的控制,而且受沉积物一水地质界面的制约;溶解态Mn^(2+)和Fe^(2+)在水体的垂直变化是相似的,受溶解氧和H2S浓度的影响;沉积物一水界面上Fe^(2+)循环受硫酸盐还原作用抑制,而Mn^(2+)循环则激烈进行。研究和认识湖泊水—沉积物系统铁锰循环的发生机制,对淡水湖泊的水质保护和污染治理具有重要的理论和现实意义。

底栖动物降解对沉积物Co释放的影响

为了探究底栖动物降解过程中环境条件变化和钴(Co)释放机制,以太湖梅梁湾为例,采用平面光极技术测量沉积物DO的二维分布,并通过薄膜扩散梯度(DGT)技术分析了原位条件下沉积物-水界面DGT有效态重金属Co和Fe(Ⅱ)的分布及其相互关系。结果表明,底栖降解显著降低了水环境中的溶解氧,提高了上覆水及间隙水中labile-Co/Fe(Ⅱ)的浓度,labile-Co增长了486.41%(最大),降解增大了沉积物Co的释放风险;降解阶段,labile-Co与labile-Fe(Ⅱ)变化表现出高度的一致性(R^(2)≥0.433,P<0.01),表明Fe(Ⅱ)的氧化还原和S(-Ⅱ)对Fe(Ⅱ)/Co的去除作用为影响Co循环的重要因素。